JP7333393B2 - 電池セル監視用電池モジュールガスセンサ - Google Patents
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Description
本出願は、2019年2月20日に出願された米国仮特許出願第62/808,220号の利益を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
(態様例1)
電池モジュール及び電池管理回路を備えるシステムであって、
前記電池モジュールは、
複数の電池セルと、
前記電池モジュール内のガスの存在を検出するように構成されたガスセンサと、を備え、
前記電池管理回路は、
前記ガスセンサからセンサ信号を受信し、
前記センサ信号が、前記電池モジュール内のガスの存在を示すかどうかを判定し、
前記センサ信号がガスの存在を示すと判定することに応答して、所定の動作を行うように構成される、システム。
(態様例2)
前記複数の電池セルに冷却を提供するように構成された電池冷却システムをさらに備え、前記動作は、前記電池冷却システムを使用して、前記複数の電池セルに増加した冷却を提供することを含む、態様例1に記載のシステム。
(態様例3)
前記動作は、前記電池モジュールに適用され得る最大負荷を制限すること、および前記電池モジュールを負荷から切断することのうちの一方を含む、態様例1に記載のシステム。
(態様例4)
ユーザインターフェースをさらに備え、前記動作は、前記ユーザインターフェースを使用して警告を提供することを含む、態様例1に記載のシステム。
(態様例5)
前記電池モジュールは、化学物質でドープされた構成要素を備え、
前記構成要素の温度が活性化温度超に上昇すると、前記構成要素は前記化学物質のガスを放出し始め、
前記ガスセンサは、前記化学物質を検出するように構成される、態様例1に記載のシステム。
(態様例6)
前記構成要素は、前記複数の電池セルを前記電池モジュール内に固定するために使用される接着剤を含む、態様例5に記載のシステム。
(態様例7)
前記ガスセンサは、電池セルの過熱を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第一のガスセンサを備え、
前記電池モジュールは、
電池セルの換気を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第二のガスセンサをさらに備える、態様例1に記載のシステム。
(態様例8)
前記ガスセンサは、電池セルの換気を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第一のガスセンサを備え、
前記電池モジュールは、
電池セルの熱暴走イベントを示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第二のガスセンサをさらに備える、態様例1に記載のシステム。
(態様例9)
前記電池管理回路は、
前記センサ信号が、ガスの濃度が閾値よりも大きいことを示すかどうかを判定することによって、前記センサ信号が、前記電池モジュール内のガスの存在を示すかどうかを判定するように構成される、態様例1に記載のシステム。
(態様例10)
前記電池管理回路は、
前記センサ信号が、ガスの濃度が第一の閾値よりも大きいと示す時に、第一の電池モジュールの状態を判定し、
前記センサ信号が、ガスの濃度が、前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値よりも大きいと示す時に、第二の電池モジュールの状態を判定するように構成される、態様例1に記載のシステム。
(態様例11)
前記システムは、少なくとも一つの温度センサを備え、
前記電池管理回路が、
前記少なくとも一つの温度センサから少なくとも一つの温度センサ信号を受信し、
前記センサ信号および前記少なくとも一つの温度センサ信号に基づいて、電池モジュールの状態を判定するように構成される、態様例1に記載のシステム。
(態様例12)
方法であって、
ガスセンサからセンサ信号を受信するステップであって、前記ガスセンサは、電池モジュール内のガスの存在を検出するように構成され、前記電池モジュールが複数の電池セルを備える、センサ信号を受信するステップと、
電池管理回路を使用して、前記センサ信号が前記電池モジュール内のガスの存在を示すかどうかを判定するステップと、
前記センサ信号が、ガスの存在を示すと判定することに応答して、所定の動作を行うステップと、を含む、方法。
(態様例13)
前記動作を行うステップは、電池冷却システムを使用して前記複数の電池セルに増加した冷却を提供することを含む、態様例12に記載の方法。
(態様例14)
前記動作を行うステップは、前記電池モジュールに付加され得る最大負荷を制限するステップ、および前記電池モジュールを負荷から切断するステップのうちの一方を含む、態様例12に記載の方法。
(態様例15)
前記動作を行うステップは、ユーザインターフェースを使用して警告を提供するステップを含む、態様例12に記載の方法。
(態様例16)
前記方法は、
前記電池モジュールの構成要素を化学物質でドーピングするステップであって、前記構成要素の温度が活性化温度を超えて上昇すると、前記構成要素が前記化学物質のガスを排出し始める、ドーピングするステップと、
前記ガスセンサを使用して前記化学物質を検出するステップと、をさらに含む、態様例12に記載の方法。
(態様例17)
前記構成要素は接着剤を含み、
前記方法は、
前記接着剤を使用して、前記複数の電池セルを前記電池モジュールに固定するステップをさらに含む、態様例16に記載の方法。
(態様例18)
前記ガスセンサは、電池セルの過熱を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第一のガスセンサを備え、
前記方法は、
電池セルの換気を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第二のガスセンサから第二のセンサ信号を受信するステップをさらに含む、態様例12に記載の方法。
(態様例19)
前記ガスセンサは、電池セルの換気を示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第一のガスセンサを備え、
前記方法は、
電池セルの熱暴走イベントを示す少なくとも一つの化学物質を検出するように構成された第二のガスセンサから第二のセンサ信号を受信するステップをさらに含む、態様例12に記載の方法。
(態様例20)
前記センサ信号が、前記電池モジュール内のガスの存在を示すかを判定するステップは、前記センサ信号が、ガスの濃度が閾値よりも大きいことを示すかを判定するステップを含む、態様例12に記載の方法。
(態様例21)
前記センサ信号が、前記電池モジュール内のガスの存在を示すかを判定するステップは、
前記センサ信号が、ガスの濃度が第一の閾値よりも大きいことを示す時に、第一の電池モジュールの状態を判定するステップと、
前記センサ信号が、ガスの濃度が前記第一の閾値よりも大きい第二の閾値よりも大きいと示す時に、第二の電池モジュールの状態を判定するステップと、を含み、
前記動作を行うステップは、
前記第一の電池モジュールの状態を判定することに応答して、第一の動作を行うステップと、
前記第二の電池モジュールの状態を判定することに応答して、第二の動作を行うステップと、を含む、態様例12に記載の方法。
(態様例22)
前記方法は、
少なくとも一つの温度センサから少なくとも一つの温度センサ信号を受信するステップと、
前記センサ信号および前記少なくとも一つの温度センサ信号に基づいて、電池モジュールの状態を判定するステップと、をさらに含む、態様例12に記載の方法。
Claims (20)
- システムであって、
セル換気温度より低い活性化温度で、電池セルに付着された接着剤から放出されるガスを検出するように構成されたガスセンサを備え、前記セル換気温度は、電池システムの少なくとも一つの電池セルが換気し始めることを引き起こし、
前記ガスセンサに接続される回路を備え、前記回路は、前記ガスセンサからのセンサ信号が、前記電池システム内の前記ガスの存在を示すかどうかを判定するように構成される、システム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、前記センサ信号が、前記電池システム内の前記ガスの存在を示すかどうかを判定することは、前記センサ信号を一つまたは複数の閾値と比較することを含む、システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、前記回路は、温度領域を判定するように構成され、前記温度領域で、前記少なくとも一つの電池セルが、前記センサ信号に基づき動作する、システム。
- 請求項3に記載のシステムにおいて、前記温度領域は、
通常動作領域、
セル過熱領域、
セル換気領域、または
熱暴走領域
から選択される、システム。 - 請求項3に記載のシステムにおいて、前記回路は、前記少なくとも一つの電池セルが換気し始める前に、前記温度領域を判定するように構成される、システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、前記回路は、さらに
温度領域がセル過熱領域であることを判定し、かつ
換気の発生を防止する一つまたは複数の動作を行う
ように構成される、システム。 - 請求項6に記載のシステムにおいて、前記一つまたは複数の動作は、
電池冷却システムに冷却を増加するよう指示すること、
前記電池システム内の電流の流れを低減すること、
ユーザインターフェースを使用して警告を表示すること、または
前記電池システムから前記少なくとも一つの電池セルを切断すること
を含む、システム。 - 請求項6に記載のシステムにおいて、前記回路は、さらに前記ガスの濃度が増加し続けるかどうかを判定するように構成される、システム。
- 請求項1に記載のシステムにおいて、
前記ガスとは異なる他のガスを前記電池システム内で検出するように構成された追加のセンサをさらに備え、前記回路は、さらに、前記追加のセンサからの追加のセンサ信号に基づき温度領域を判定するように構成される、システム。 - 請求項1に記載のシステムにおいて、
前記電池システムの温度を検出する温度センサをさらに含み、前記回路は、さらに前記温度センサからの追加のセンサ信号に基づき温度領域を判定するように構成される、システム。 - 方法であって、
回路でガスセンサからセンサ信号を受信するステップであって、前記ガスセンサは、電池システム内で、セル換気温度より低い活性化温度で、電池セルに付着された接着剤から放出されるガスを検出するように構成され、前記セル換気温度は、電池システムの少なくとも一つの電池セルが換気し始めることを引き起こす、センサ信号を受信するステップと、
前記センサ信号に基づき前記ガスのガス濃度を監視するステップと、
前記回路を使用して、前記センサ信号が前記電池システム内の前記ガスの存在を示すかどうかを判定するステップと、を含む、方法。 - 請求項11に記載の方法において、前記センサ信号が前記電池システム内の前記ガスの存在を示すかどうかを判定するステップは、前記センサ信号を一つまたは複数の閾値と比較することを含む、方法。
- 請求項11に記載の方法において、前記ガス濃度を監視するステップは、温度領域を判定することを含み、前記温度領域で、前記少なくとも一つの電池セルが、前記ガス濃度に応じて動作する、方法。
- 請求項13に記載の方法において、前記温度領域をすることは、
通常動作領域、
セル過熱領域、
セル換気領域、または
熱暴走領域
から選択することを含む、方法。 - 請求項13に記載の方法において、前記温度領域を判定することは、前記少なくとも一つの電池セルが換気し始める前に、行われる、方法。
- 請求項11に記載の方法において、
温度領域が前記ガスの存在に基づくセル過熱領域であることを判定するステップと、
換気の発生を防止する一つまたは複数の動作を行うステップと
をさらに含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、前記一つまたは複数の動作を行うステップは、
電池冷却システムに冷却を増加するよう指示すること、
前記電池システム内の電流の流れを低減すること、
ユーザインターフェースを使用して警告を表示すること、または
前記電池システムから前記少なくとも一つの電池セルを切断すること
を含む、方法。 - 請求項16に記載の方法において、前記ガス濃度を監視するステップは、前記ガスの前記ガス濃度が増加し続けるかどうかを判定することを含む、方法。
- 請求項11に記載の方法において、
前記電池システムの温度を検出するように構成される温度センサからの追加のセンサ信号を受信するステップと、
前記追加のセンサ信号に基づき温度領域を判定するステップと
をさらに含む、方法。 - 方法であって、
回路で、第1センサから、第1センサ信号を受信するステップであって、前記第1センサは、セル換気温度より低い活性化温度で、電池セルに付着された接着剤から放出されるガスを検出するように構成され、前記セル換気温度は、電池システムの少なくとも一つの電池セルが換気し始めることを引き起こす、第1センサ信号を受信するステップと、
前記回路で、第2センサから、第2センサ信号を受信するステップであって、前記第2センサは、前記ガスとは異なる他のガスを検出するように構成される、第2センサ信号を受信するステップと、
前記回路を用いて、温度領域を判定するステップであって、前記温度領域で、前記少なくとも一つの電池セルが、前記第1センサ信号及び前記第2センサ信号に基づき動作する、温度領域を判定するステップと、
を含む、方法。
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